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探索成就夢想,質量贏得發展
稀土材料溫度傳感器研究獲新進展
2020-11-162710

近日,據悉在浙江省自然科學基金的資助下,中國計量大學趙士龍團隊圍繞溫度傳感器用稀土摻雜氧氟微晶玻璃光纖做了深入研究。

  溫度傳感器是最早開發,應用最廣的一類傳感器,目前,溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器,在半導體技術的支持下,本世紀相繼開發了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應,根據波與物質的相互作用規律,相繼開發了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。

  據介紹,目前人們已經發明的各種各樣的溫度傳感器,如傳統的熱電偶、熱電阻及輻射溫度計等,但這些溫度傳感器大多只能在傳統的場合應用。由于溫度測量的應用范圍不斷拓展,對溫度檢測的創新、研究和發展一直在進行,常規的溫度傳感器已不能滿足許多領域的要求,尤其是在高科技領域。

  “相比傳統的溫度傳感器,光纖溫度傳感器具有可靠性高、絕緣性好、抗電磁干擾、重復性好、響應速度快、價格低廉等特點,成為新型溫度傳感器研究開發的重要方向之一。”研究人員說,其特別適合于惡劣環境,如大電流、高磁場、易燃易爆、易腐蝕等中進行溫度測量,具有很高的研究價值和廣闊的應用前景。

  在稀土功能材料的發展中,尤其以稀土發光材料格外引人注目。稀土因其特殊的電子層結構,而具有一般元素所無法比擬的光譜性質,稀土發光幾乎覆蓋了整個固體發光的范疇,只要談到發光,幾乎離不開稀土。稀土發光材料的應用會給光源帶來環保節能、色彩顯色性能好及長壽命的作用,有利于推動照明顯示領域產品的更新換代。目前,我國稀土發光材料行業緊跟國際稀土發光材料研發和應用的發展潮流,與下游產業之間建立了良好的市場互動機制,成為節能照明和電子信息產業發展過程中不可或缺的基礎材料。據介紹,科研團隊基于熒光光纖溫度傳感器利用某些金屬離子,特別是稀土離子在不同基質中的發光,通過建立金屬離子在基質中的熒光參數與溫度的關系,從而得到待測物質的溫度的特點開展研究。

  “通過對氧氟微晶玻璃組分、工藝的設計和優化,得到了高度透明稀土摻雜氧氟微晶玻璃,并系統地分析了玻璃的組分對玻璃網絡結構、物化性能等溫度傳感靈敏度的影響規律。”本項目研制的稀土摻雜氧氟微晶玻璃光纖基質材料,可為研制具有自主知識產權的特種光纖,開發高精度的光纖溫度傳感器提供科學依據和技術儲備。

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